Question

【题目】在一固定容积为2 L的密闭容器中加入2 molA和3 molB，保持温度为30℃，在催化剂存在的条件下进行下列反应：2A(g)+3B(g) 3C(g)，2分钟达到平衡，生成1.5 mol C，此时，平衡混合气中C的体积分数为ω1；若将温度升高到70℃后，其他条件均不变，当反应重新达到平衡时，C的物质的量为2.1 mol，体积分数为ω2，请回答下列问题，

（1）该反应在30℃时平衡常数K1=_________ ，焓变△H_______0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）从反应开始到达到化学平衡状态v(A)____________mol/(L·min)

（3）该反应在70℃时平衡常数为K2，则 K1_______K2(填“＞”、“＝”或“＜”)

（4）可以判断2A(g)+3B(g) 3C(g) 反应已经达到平衡（____）

A．2v(B)＝3v(A)

B．密闭容器中总压强不变

C. 密闭容器中混合气体的密度不变

D．混合气体的平均相对分子质量不再改变

E．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3

Answer 1

【答案】4 ＞ 0.25 ＜ BD

【解析】

（1）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，据此利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；根据温度对平衡状态的影响分析判断；

（2）根据v=△n/(V·△t)计算v（C），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（A）；

（3）根据温度对平衡状态的影响分析判断；

（4）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变、含量不变，由此衍生的一些物理量也不变，据此结合选项判断。

（1）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，C的平衡浓度为1.5mol÷2L=0.75mol/L，则：

2A（g）+3B（g）3C（g）

开始（mol/L）：1 1.5 0

变化（mol/L）：0.5 0.75 0.75

平衡（mol/L）：0.5 0.75 0.75

故30℃平衡常数k=0.753/(0.52×0.753)=4

由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0；

（2）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，C的平衡浓度为1.5mol÷2L=0.75mol/L，用C表示的反应速率是0.75mol/L÷2min＝0.375mol/（Lmin）。反应速率之比等于化学计量数之比，所以v（A）=2/3v（C）=2/3×0.375mol/（Lmin）=0.25mol/（Lmin）；

（3）升高温度平衡向正反应方向移动，说明温度越高平衡常数越大，故K1＜K2；

（4）A．未指明正逆速率，不能说明到达平衡，故A错误；

B．随反应进行，反应混合物的物质的量减小，压强降低，密闭容器中总压强不变，说明到达平衡，故B正确；

C．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，容器中混合气体的密度始终不变，不能说明到达平衡，故C错误；

D．混合气体的总质量不变，随反应进行，反应混合物的物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明到达平衡，故D正确；

E．平衡时各组分的物质的量之比不一定等于化学计量数之比，与开始的物质的量及转化率有关，当n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3时不能说明到达平衡，故E错误；

故答案为BD。